本實(shí)用新型屬于低聚木糖制備領(lǐng)域，更具體的涉及一種低聚木糖的提純濃縮設(shè)備。

背景技術(shù)：

低聚木糖屬于不能消化的碳水化合物，能夠通過(guò)對(duì)腸道益生菌的調(diào)整賦予宿主健康益處。低聚木糖的益生作用主要是刺激乳酸菌和雙歧桿菌的增殖，作為益生元其在食品和藥品工業(yè)有重要的應(yīng)用價(jià)值。低聚木糖的主要的生產(chǎn)方式是從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中的半纖維素水解獲得，酸水解是一種常用的方法。但是由于半纖維素結(jié)構(gòu)致密，酸水解處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致存在副產(chǎn)物（如糠醛）濃度較高和低聚木糖產(chǎn)率低等問(wèn)題?，F(xiàn)已公布的專(zhuān)利低聚木糖的制備方法（專(zhuān)利號(hào)ZL200410023875.X）中介紹了一種將玉米芯中的半纖維素轉(zhuǎn)化為木聚糖并從中提純低聚木糖的方法，但是這種方法缺點(diǎn)在于：玉米芯原料在南方不易得到，這使得工業(yè)生產(chǎn)困難、產(chǎn)品成本較高。

從原料上來(lái)說(shuō)，目前主要是從玉米芯、甘蔗渣、椰子殼等材料中進(jìn)行提取，產(chǎn)量小，大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本過(guò)高；另外，提純的過(guò)程中會(huì)利用到活性炭，形成不可回收的固體垃圾，造成較大的環(huán)保壓力；而且，通過(guò)直接蒸發(fā)進(jìn)行濃縮會(huì)使得運(yùn)營(yíng)成本大大增加。為此，本發(fā)明人設(shè)計(jì)出一種能很好解決上述問(wèn)題的低聚木糖提純濃縮設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是現(xiàn)有設(shè)備中使用活性炭所造成的固體垃圾問(wèn)題、直接蒸發(fā)濃縮造成的運(yùn)營(yíng)成本偏高問(wèn)題和提取濃度偏低問(wèn)題、以及產(chǎn)品原料種類(lèi)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型提供的一種低聚木糖的提純濃縮設(shè)備，包括水解裝置、與水解裝置連接的預(yù)處理裝置、與預(yù)處理裝置連接的一級(jí)濃縮裝置、與一級(jí)濃縮裝置連接的脫鹽裝置、與脫鹽裝置連接的二級(jí)濃縮裝置、與二級(jí)濃縮裝置連接的蒸發(fā)提取裝置，所述水解裝置使用水解酶將木漿或者竹漿水解為低聚木糖；所述預(yù)處理裝置內(nèi)固定設(shè)置有用于過(guò)濾低聚木糖水解液中肉眼可見(jiàn)顆粒物的濾袋，且所述預(yù)處理裝置為膜分離裝置，通過(guò)在膜分離裝置內(nèi)固定設(shè)置膜芯用于去除水解液中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)；所述一級(jí)濃縮裝置為膜濃縮裝置，通過(guò)在一級(jí)濃縮裝置內(nèi)固定設(shè)置膜芯使得低聚木糖與水分子分離；所述脫鹽裝置內(nèi)固定設(shè)置有用于將低聚木糖中的糖類(lèi)和鹽分分離的脫鹽裝置；所述二級(jí)濃縮裝置內(nèi)固定設(shè)置有用于提高濃縮液中低聚木糖濃度的膜芯。

進(jìn)一步的，所述預(yù)處理裝置內(nèi)的濾袋為微米級(jí)濾袋，微米級(jí)濾袋用于過(guò)濾低聚木糖水解液中肉眼可見(jiàn)的顆粒物，之后水解液進(jìn)入預(yù)處理裝置內(nèi)的膜芯，用于去除水解液中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。

更進(jìn)一步的，所述預(yù)處理裝置內(nèi)的膜芯為卷式超濾膜、卷式納濾膜或卷式超濾膜與卷式納濾膜的組合。

進(jìn)一步的，所述一級(jí)濃縮裝置內(nèi)的膜芯為卷式納濾膜、卷式反滲透膜或卷式納濾膜與卷式反滲透膜的組合。

進(jìn)一步的，所述脫鹽裝置還包括蒸發(fā)回收裝置、電滲析裝置和離子交換樹(shù)脂裝置。

進(jìn)一步的，所述二級(jí)濃縮裝置內(nèi)的膜芯為卷式納濾膜、卷式反滲透膜或卷式納濾膜與卷式反滲透膜的組合。

進(jìn)一步的，還包括與所述一級(jí)濃縮裝置和二級(jí)濃縮裝置連接的透析液回收裝置，該透析液回收裝置將一級(jí)濃縮裝置和二級(jí)濃縮裝置內(nèi)膜芯透析出的液體進(jìn)行回收利用。

有益效果：

1.使用的原材料廉價(jià)易得，方便大規(guī)模生產(chǎn)；

2.膜法處理設(shè)備能耗較低，降低運(yùn)行成本；

3.膜法提純濃縮低聚木糖，避免活性炭形成固體垃圾；

4.自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效益好，節(jié)能環(huán)保；

5.不使用活性炭以及其他藥劑，不會(huì)形成固體垃圾，排放液可直接進(jìn)行環(huán)保處理。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例各裝置的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說(shuō)明各實(shí)施例，本實(shí)用新型提供有附圖。這些附圖為本實(shí)用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說(shuō)明實(shí)施例，并可配合說(shuō)明書(shū)的相關(guān)描述來(lái)解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類(lèi)似的組件符號(hào)通常用來(lái)表示類(lèi)似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種低聚木糖的提純濃縮設(shè)備，包括水解裝置100、與水解裝置100連接的預(yù)處理裝置101、與預(yù)處理裝置101連接的一級(jí)濃縮裝置102、與一級(jí)濃縮裝置102連接的脫鹽裝置103、與脫鹽裝置103連接的二級(jí)濃縮裝置104、與二級(jí)濃縮裝置104連接的蒸發(fā)提取裝置105，與一級(jí)濃縮裝置102和二級(jí)濃縮裝置104連接的透析液回收裝置106，所述水解裝置100使用水解酶，用于將木漿或者竹漿水解為低聚木糖等小分子糖；所述預(yù)處理裝置101內(nèi)固定設(shè)置有用于過(guò)濾低聚木糖水解液中肉眼可見(jiàn)顆粒物的濾袋，且所述預(yù)處理裝置101為膜分離裝置，通過(guò)在膜分離裝置內(nèi)固定設(shè)置膜芯用于去除水解液中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)；所述一級(jí)濃縮裝置102為膜濃縮裝置，通過(guò)在一級(jí)濃縮裝置102中固定設(shè)置膜芯使得低聚木糖與水分子分離；所述脫鹽裝置103用于將低聚木糖中的糖類(lèi)和鹽分分離；所述二級(jí)濃縮裝置104內(nèi)固定設(shè)置透析膜，用于提高濃縮液中低聚木糖的濃度；所述蒸發(fā)提取裝置105用于將二級(jí)濃縮裝置104濃縮過(guò)后的低聚木糖通過(guò)蒸發(fā)的方式進(jìn)行提取；所述透析液回收裝置106將一級(jí)濃縮裝置102和二級(jí)濃縮裝置104內(nèi)膜芯透析出的液體進(jìn)行回收利用。所述水解裝置100、預(yù)處理裝置101、一級(jí)濃縮裝置102、脫鹽裝置103、二級(jí)濃縮裝置104、蒸發(fā)提取裝置105和透析液回收裝置106均可在市場(chǎng)上直接購(gòu)買(mǎi)或通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)制作出。

本實(shí)施例中，所述水解裝置100使用水解酶將木漿或者竹漿水解為低聚木糖等小分子糖，該水解液的PH為5-9，溫度為10-180℃，最終水解液中的低聚木糖含量為0.25%-30%。

所述預(yù)處理裝置101使用膜芯，用于過(guò)濾低聚木糖水解液中肉眼可見(jiàn)的顆粒物，該預(yù)處理裝置101的運(yùn)行壓力為1-20bar。所用過(guò)濾膜芯為卷式超濾膜、卷式納濾膜或卷式超濾膜與卷式納濾膜的組合。

本實(shí)施例中，所述一級(jí)濃縮裝置102濃縮所用的膜芯為卷式納濾膜、卷式反滲透膜或卷式納濾膜與卷式反滲透膜的組合，該一級(jí)濃縮裝置102的運(yùn)行壓力為1-40bar。

本實(shí)施例中，所述脫鹽裝置103還包括蒸發(fā)回收裝置、電滲析裝置和離子交換樹(shù)脂裝置，所述蒸發(fā)回收裝置用于將低聚木糖中分離出的鹽分與水分進(jìn)行分離；所述電滲析裝置可以分離出不同類(lèi)型的離子，進(jìn)行溶液的脫鹽濃縮；所述離子交換樹(shù)脂裝置能將本身的離子與溶液中的同號(hào)離子進(jìn)行交換，進(jìn)行分離和提純。

本實(shí)施例中，所述二級(jí)濃縮裝置104濃縮所用的膜芯為卷式納濾膜、卷式反滲透膜或卷式納濾膜與卷式反滲透膜的組合。

上述工藝中各工段運(yùn)行的溫度范圍為5-50℃、運(yùn)行壓力范圍為1-40bar，單支膜元件壓差不超過(guò)1bar。

如圖1所示，本實(shí)施例低聚木糖的具體提純濃縮過(guò)程為：把木漿或者竹漿倒入水解裝置100中，該水解裝置100主要為了將半纖維素水解為低聚木糖和阿拉伯糖等小分子糖，水解液經(jīng)過(guò)濾后，水解液進(jìn)入所述預(yù)處理裝置101，經(jīng)預(yù)處理裝置101處理后的濃縮液中含有大分子蛋白及其他雜質(zhì)，將其進(jìn)行深度的環(huán)保處理，而含有低聚木糖及小分子糖類(lèi)的透析液則進(jìn)入所述一級(jí)濃縮裝置102。一級(jí)濃縮裝置102使得低聚木糖與水分子分離，經(jīng)一級(jí)濃縮的透析液可被透析液回收裝置106回收利用，濃縮液則進(jìn)入脫鹽裝置103，在脫鹽裝置103中脫除系統(tǒng)里面的小分子鹽分，脫鹽后的溶液進(jìn)入二級(jí)濃縮裝置104，而鹽分則經(jīng)蒸發(fā)回收。在二級(jí)濃縮裝置104中，經(jīng)二級(jí)濃縮的透析液可被透析液回收裝置106回收利用，濃縮液則再進(jìn)入蒸發(fā)提取裝置105中進(jìn)行最后的蒸發(fā)提取，獲取高濃度的低聚木糖。

本實(shí)用新型不僅能夠有效降低能耗，而且還能解決濃縮后料液雜質(zhì)較多的難題，一次性固定投資使得運(yùn)營(yíng)成本小。一方面降低了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面，濃縮過(guò)程中，不添加藥劑，不形成固體垃圾，更有利于環(huán)境保護(hù)。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。